基于嵌入式的工业二维码提取与识别算法研究

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1、分类号TP274学校代码10590UDC620密级公开深圳大学硕士学位论文基于嵌入式的工业二维码提取与识别算法研究学位申请人姓名叶业专业名称电子科学与技术学院（系、所）光电工程学院指导教师姓名单宝忠1原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文基于嵌入式的工业二维码提取与识别算法研究是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日2基于嵌入式的

2、工业二维码提取与识别算法研究摘要二维码具有存储容量大、抗磨损能力强等特点，已经广泛应用于生活和生产中。尤其在工业领域，利用二维码识别实现工件的生产追踪、装配管理、生命周期维护等已成为自动化工业的行业标准。与常见印刷制作二维码不同，工业二维码的应用环境极端苛刻，二维码的识别通常伴随着噪声、曝光、磨损等问题。尤其是对直接部件标识DPM(DirectPartMarking)的识别，常规的二维码识别方法无法满足需求，且国内尚无成熟的具有竞争力的工业二维码识别产品。因此研究工业二维码识别技术具有重要意义和迫切的市场需求。本文基于上述研究背景和需求，对工

3、业二维码提取识别方法展开深入研究，设计并改进了工业环境下QuickResponse及DataMatrix二维码的提取和识别算法，并在嵌入式TMS320DM648+™硬件平台上编程优化实现。本文主要研究内容和成果包括以下几个方面：1.对二维码的种类、技术特征和基本组成部分进行深入研究，分析和改进了QuickResponse及DataMatrix两种类型的二维码提取算法，实现并完善传统二维码提取流程，对关键步骤进行多种不同算法的对比和验证，实验证明本文设计算法具有更好的鲁棒性和更高的效率；2.针对工业二维码特别是DPM在实际使用中存在的不同程度的

4、污损或毁坏等现象，提出了一种动态切换模式边统计和自适应网格划分方法，实现了更加通用和高性能的工业二维码提取算法；3.为满足实际工业需求，将上述二维码提取和识别算法在嵌入式DSP(DigitalSignalProcessing)TMS320DM648+™硬件平台上编程实现，并编写了对应的上位机程序配置和显示软件。针对DSP运行框架特点，利用软件流水设计和TIVLib图像处理库，对代码进行优化设计，极大地提高了算法运行效率。本算法对于金属二维码的识别率可达95%，对于印刷二维码识别率可达98%，QR码平均识别时间为60ms，DM码平均识别时间为8

5、0ms。关键词：工业二维码、DPM、DSP、提取识别、算法研究3Researchontheextractionandrecognitionalgorithmofindustrialtwo-dimensionalcodebasedonEmbeddedSystemAbstractTwodimensionalcodehasbeenwidelyusedinlifeandproduction,whichhasthecharacteristicsofhigh-capacity,stronganti-wearperformanceandsoon.Espec

6、iallyinthefieldofindustry,theuseoftwo-dimensionalcoderecognitionhasbecomeanindustrystandardofautomationindustrywhichisusedtotrackingtheworkpieceofproduction,assemblymanagement,lifecyclemaintenanceandsoon.Twodimensionalcodeisdifferentfromcommonprinting,theapplicationenvironm

7、entofindustrialtwo-dimensionalcodeisextremelyharsh,thetwo-dimensionalcoderecognitionisusuallyaccompaniedbynoise,exposure,wearandotherissues.Inparticular,theidentificationofdirectcomponentidentification(DPM),theconventionaltwo-dimensionalcoderecognitionmethodcannotmeetthenee

8、ds,andthedomesticindustryisnotmaturecompetitivetwo-dimensionalcodeidentificationpr